JPH06252107A - Dry etching method - Google Patents
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- JPH06252107A JPH06252107A JP5061115A JP6111593A JPH06252107A JP H06252107 A JPH06252107 A JP H06252107A JP 5061115 A JP5061115 A JP 5061115A JP 6111593 A JP6111593 A JP 6111593A JP H06252107 A JPH06252107 A JP H06252107A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング方法に
関し、特にアルミニウム（Ａｌ）系配線層上のシリコン
化合物系絶縁膜に接続孔を開口するためのエッチングに
おいて、下地のＡｌ系配線層のスパッタ除去および接続
孔の側壁面への再付着を防止する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method, and in particular, in etching for opening a connection hole in a silicon compound type insulating film on an aluminum (Al) type wiring layer, spatter removal of an underlying Al type wiring layer. And a method of preventing reattachment of the connection hole to the side wall surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年のＶＬＳＩ，ＵＬＳＩ等のごとく高
集積化，高密度化が著しく進んだ半導体装置において
は、デバイス・チップ上で配線部分の占める割合がます
ます増大する傾向にある。これに起因するチップの大型
化を防ぐために、多層配線プロセスが今や必須の技術と
して認識されている。多層配線プロセスでは、上層側配
線と下層側配線との間の電気的接続を図るために、両者
間に介在される層間絶縁膜にビアホールを開口するため
のホール加工を適切に行うことが重要である。2. Description of the Related Art In semiconductor devices, such as VLSI and ULSI, which have been highly integrated and highly densified in recent years, the proportion of the wiring portion on the device chip tends to increase more and more. In order to prevent the chip from becoming large due to this, the multilayer wiring process is now recognized as an essential technique. In the multi-layer wiring process, it is important to appropriately perform hole processing for opening a via hole in the interlayer insulating film interposed between the upper layer side wiring and the lower layer side wiring in order to achieve electrical connection between them. is there.
【０００３】上記層間絶縁膜の材料として代表的なもの
は酸化シリコン（ＳｉＯx ）系材料である。ＳｉＯx 系
材料層のエッチングは、その強固なＳｉ−Ｏ結合を切断
する必要から、一般に高い入射イオン・エネルギーが得
られる条件下で行われる。つまり、ＳｉＯ2 系材料層の
エッチングのメカニズムは、ラジカル反応のような化学
的過程よりはむしろ、スパッタリングのような物理的過
程に近い。A typical material for the interlayer insulating film is a silicon oxide (SiO x ) type material. The etching of the SiO x -based material layer is generally performed under the condition that a high incident ion energy can be obtained because it is necessary to break the strong Si—O bond. That is, the etching mechanism of the SiO 2 -based material layer is closer to a physical process such as sputtering, rather than a chemical process such as radical reaction.
【０００４】ところで、このように強いイオン衝撃を伴
うエッチング・プロセスにおいては、必然的に下地選択
性の低下が問題となる。特に、多層配線構造において絶
縁膜の下地にＡｌ系材料層のようなスパッタされ易い配
線材料層が存在している場合、該配線材料層の表面がス
パッタされて膜厚が減少してしまう上に、スパッタ生成
物が接続孔の内壁面上に再付着し、種々の問題を引き起
こす。By the way, in such an etching process accompanied by a strong ion bombardment, the lowering of the underlayer selectivity inevitably becomes a problem. In particular, in a multilayer wiring structure, when a wiring material layer such as an Al-based material layer that is easily sputtered exists under the insulating film, the surface of the wiring material layer is sputtered and the film thickness is reduced. However, the sputtered product redeposits on the inner wall surface of the connection hole, causing various problems.
【０００５】上記配線材料層がＡｌ系材料からなる場合
の再付着の様子を、図４を参照しながら説明する。図４
（ａ）は、Ａｌ系配線層１１上に積層されたＳｉＯ2 層
間絶縁膜１２の上に、レジスト・マスク１３が形成され
た状態を示している。上記レジスト・マスク１３には、
ホール・パターンにしたがって開口部１４が設けられて
いる。The state of redeposition when the wiring material layer is made of an Al-based material will be described with reference to FIG. Figure 4
(A) shows a state where a resist mask 13 is formed on the SiO 2 interlayer insulating film 12 laminated on the Al-based wiring layer 11. The resist mask 13 includes
Openings 14 are provided according to a hole pattern.
【０００６】この状態で、上記ＳｉＯ2 層間絶縁膜１２
をエッチングし、ビアホール１５を形成した場合を考え
る。上記のエッチングは、一般に入射イオン・エネルギ
ーの比較的高い条件で行われ、しかも下地のＡｌ系配線
層１１はスパッタリング率の高い材料層である。したが
って、若干のオーバーエッチングを行っただけでも、図
４（ｂ）に示されるようにＡｌ系配線層１１の露出面が
スパッタされ、スパッタ生成物がビアホール１５の側壁
面上に堆積して再付着物層１６を形成してしまう。In this state, the SiO 2 interlayer insulating film 12 is
Consider a case in which the via holes 15 are formed by etching. The above etching is generally performed under the condition that incident ion energy is relatively high, and the underlying Al-based wiring layer 11 is a material layer having a high sputtering rate. Therefore, even if a little over-etching is performed, the exposed surface of the Al-based wiring layer 11 is sputtered as shown in FIG. 4B, and the sputtered product is deposited on the side wall surface of the via hole 15 and reattached. The kimono layer 16 is formed.
【０００７】この再付着物層１６は除去が極めて困難で
あり、レジスト・パターン１４をアッシングにより除去
した後でも、図４（ｃ）に示されるように、ビアホール
１５の開口端から突出した状態で残存する。この再付着
物層１６は、ウェハを上面から電子顕微鏡で観察すると
王冠（クラウン）のように見えることから、アルミ・ク
ラウンとも呼ばれている。The redeposited layer 16 is extremely difficult to remove, and even after the resist pattern 14 is removed by ashing, as shown in FIG. 4C, the redeposited layer 16 does not protrude from the open end of the via hole 15. To remain. The redeposited material layer 16 is also called an aluminum crown because it looks like a crown when the wafer is observed from above with an electron microscope.
【０００８】この再付着物層１６は、一部でも剥離また
は破損するとダスト源となる他、ＳｉＯ2 層間絶縁膜１
２の最上面から多少なりとも突出している場合には上層
に形成される材料層のカバレッジ（被覆性）を悪化させ
ることもあり、半導体装置の歩留りを著しく低下させる
原因となる。The reattachment layer 16 becomes a dust source when partly peeled off or damaged, and also the SiO 2 interlayer insulating film 1
If it protrudes to some extent from the uppermost surface of 2, the coverage (coverability) of the material layer formed in the upper layer may be deteriorated, which causes a significant decrease in the yield of the semiconductor device.
【０００９】そこで、上述のような下地のスパッタ除去
を防止するために、従来から幾つかの対策が試みられて
いる。代表的な方法としては、（ａ）自己バイアス電位
Ｖdcを低下させた条件を採用すること、（ｂ）オーバー
エッチング時に下地の配線材料層をエッチングし得る化
合物をエッチング・ガスに添加すること、（ｃ）接続孔
の断面形状をテーパー化させること、等が挙げられる。Therefore, in order to prevent the above-described removal of the spatter of the underlayer, some measures have been attempted conventionally. As a typical method, (a) adopting a condition in which the self-bias potential V dc is lowered, (b) adding a compound capable of etching the underlying wiring material layer to the etching gas during overetching, (C) The cross-sectional shape of the connection hole may be tapered.
【００１０】このうち、上記（ｃ）のテーパー化につい
ては、１９９０ Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ抄録集，ｐ．１０５〜１０９，演題番号Ｖ−３
に報告されている。この場合のＳｉＯ2 層間絶縁膜のエ
ッチングは、ウェハを約−５０℃に冷却しながらＣＨＦ
3 ガスを用いて行う。つまり、過剰な炭素系ポリマーの
堆積により実質的なマスク幅が絶えず増大しながらエッ
チングが進行するので、ビアホールの側壁面が傾斜する
のである。側壁面が傾斜することにより、この面へのイ
オンの入射が可能となり、たとえ下地のＡｌ系配線層に
由来するスパッタ生成物が再付着しても直ちに除去でき
る。また、かかる傾斜面に対してはスパッタ生成物の粒
子の入射角が小さくなるので、再付着そのものも生じに
くくなると考えられている。Of these, regarding the taper of (c), the 1990 Dry Process Sympo
sium abstracts, p. 105-109, abstract number V-3
Has been reported to. In this case, the SiO 2 interlayer insulating film is etched by CHF while cooling the wafer to about −50 ° C.
3 Gas is used. That is, since the etching progresses while the mask width is constantly increasing due to the excessive carbon-based polymer deposition, the sidewall surface of the via hole is inclined. Since the side wall surface is inclined, ions can be incident on this side surface, and even if the sputtered product derived from the underlying Al-based wiring layer is redeposited, it can be immediately removed. Further, since the incident angle of the particles of the sputtered product becomes small with respect to such an inclined surface, it is considered that reattachment itself does not easily occur.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
各対策はそれぞれ問題点を抱えている。まず、自己バイ
アス電位Ｖdcを低下させる方法は、入射イオン・エネル
ギーを下げることにより、下地の配線材料層のスパッタ
除去を防止しようとするものである。しかし、近年のド
ライエッチングでは低圧放電プラズマを用いて本質的な
異方性を達成しようとする考え方が主流であり、従来の
ＲＦプラズマを基準として判断するとプラズマ中のイオ
ン密度が減少する傾向にある。これは、ＲＦプラズマで
はガス圧が低くなればイオン密度も急激に減少してしま
うからである。したがって、エッチング機構が本質的に
イオン・アシスト反応にもとづいているシリコン化合物
層の場合、この方法では実用的なエッチング速度やスル
ープットを達成することができない。入力パワーや基板
バイアスを増大させて意図的にイオンを加速することも
できるが、このようにして高エネルギーを付与されたイ
オンは、基板にダメージを与える原因となる。However, each of the above countermeasures has its own problems. First, the method of lowering the self-bias potential V dc is to reduce the incident ion energy to prevent sputter removal of the underlying wiring material layer. However, in the recent dry etching, the main idea is to use a low-pressure discharge plasma to achieve essential anisotropy, and if the conventional RF plasma is used as a reference, the ion density in the plasma tends to decrease. . This is because in the RF plasma, the ion density sharply decreases as the gas pressure decreases. Therefore, in the case of a silicon compound layer whose etching mechanism is essentially based on the ion-assisted reaction, this method cannot achieve a practical etching rate or throughput. Although it is possible to intentionally accelerate the ions by increasing the input power and the substrate bias, the ions to which high energy is applied in this way cause damage to the substrate.
【００１２】オーバーエッチング時に下地の配線材料層
をエッチングし得るガスを使用する方法では、再付着は
確かに防止できる。しかし、配線材料層も除去されるこ
とから、接続孔のアスペクト比が増大し、その後の接続
孔の埋め込み等が困難となる。極端な場合には、配線材
料層が除去されてしまうこともあり得る。In the method of using a gas capable of etching the underlying wiring material layer at the time of over-etching, re-deposition can surely be prevented. However, since the wiring material layer is also removed, the aspect ratio of the connection hole increases, and it becomes difficult to bury the connection hole thereafter. In an extreme case, the wiring material layer may be removed.
【００１３】また、接続孔の断面形状をテーパー化させ
る技術では、有意なテーパー化を達成するために過剰な
炭素系ポリマーの生成が必要であり、パーティクル・レ
ベルを悪化させる懸念が大きい。しかも、接続孔の底面
積はマスクの開口面積よりも狭くなるため、該接続孔に
埋め込まれた導電材料層と下地の配線材料層とのコンタ
クト抵抗が増大するといった問題も生ずる。Further, in the technique of tapering the cross-sectional shape of the connection hole, it is necessary to generate an excessive amount of carbon-based polymer in order to achieve a significant taper, and there is a great concern that the particle level will be deteriorated. Moreover, since the bottom area of the connection hole is smaller than the opening area of the mask, there arises a problem that the contact resistance between the conductive material layer embedded in the connection hole and the underlying wiring material layer increases.
【００１４】したがって、接続孔の断面形状はやはり異
方性形状とし、しかも下地配線層の不必要なエッチン
グ、再付着、ダメージ等を防止しながら実用的なエッチ
ング速度も確保するという、極めて困難な選択を行わざ
るを得ない。本発明は、かかる困難を克服し、Ａｌ系配
線層上でシリコン化合物層の高異方性、高速、高選択、
低ダメージ・エッチングを行う方法を提供することを目
的とする。Therefore, the cross-sectional shape of the connection hole is also anisotropic, and it is extremely difficult to secure a practical etching rate while preventing unnecessary etching, re-adhesion, damage, etc. of the underlying wiring layer. I have no choice but to make a choice. The present invention overcomes such difficulties and achieves high anisotropy, high speed, high selection of a silicon compound layer on an Al-based wiring layer,
An object is to provide a method of performing low damage etching.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上述の困難を克服するた
めに低圧放電プラズマに最も強く要求される事柄とは、
イオン化率の向上である。また、入射イオン・エネルギ
ーの制御性を有することも重要である。かかる観点に立
ち、本発明者らは近年次々と提案されている新しいタイ
プの高密度プラズマを用いることで上述の目的が達成さ
れるものと考え、、本発明を提案するに至ったものであ
る。What is most required of the low-pressure discharge plasma in order to overcome the above-mentioned difficulties is that
It is the improvement of the ionization rate. It is also important to have controllability of incident ion energy. Based on this viewpoint, the present inventors believe that the above-mentioned object can be achieved by using new types of high-density plasma that have been proposed one after another in recent years, and have come to propose the present invention. .
【００１６】すなわち本発明のドライエッチング方法
は、Ａｌ系配線層の上に積層されたシリコン化合物層を
選択的にエッチングする際に、前記エッチングをイオン
密度が１０11イオン／ｃｍ3 以上のプラズマを生成可能
なエッチング装置内でフルオロカーボン系化合物を主体
とするエッチング・ガスを用い、前記Ａｌ系配線層の露
出面上に生成する反応層の少なくとも一部を維持し得る
入射イオン・エネルギー条件下で行うものである。That is, according to the dry etching method of the present invention, when the silicon compound layer laminated on the Al-based wiring layer is selectively etched, the etching is performed with plasma having an ion density of 10 11 ions / cm 3 or more. Using an etching gas containing a fluorocarbon compound as a main component in an etching apparatus capable of generating ions, and under an incident ion energy condition capable of maintaining at least a part of the reaction layer formed on the exposed surface of the Al wiring layer. It is a thing.
【００１７】かかる１０11イオン／ｃｍ3 以上のイオン
密度を有するプラズマの具体例としては、ＥＣＲプラズ
マ、ヘリコン波プラズマ、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）、ＴＣＰ（Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、
ホロー・アノード型プラズマ、ヘリカル共振器プラズマ
等が知られている。Specific examples of the plasma having an ion density of 10 11 ions / cm 3 or more include ECR plasma, helicon wave plasma, and ICP (Inductive).
Coupling Plasma), TCP (Tra
nsformer Coupled Plasma),
Hollow anode plasma, helical resonator plasma, etc. are known.
【００１８】本発明はまた、前記エッチングの終了後
に、前記反応層を塩素系化合物を含むエッチング・ガス
を用いて除去するものである。According to the present invention, the reaction layer is removed by using an etching gas containing a chlorine-based compound after the etching is completed.
【００１９】本発明はまた、上述のように塩素系化合物
を含むエッチング・ガスを用いて反応層を除去した後、
さらに残留塩素を除去するものである。According to the present invention, after the reaction layer is removed by using the etching gas containing the chlorine-based compound as described above,
It also removes residual chlorine.
【００２０】本発明はまた、前記反応層の除去に引き続
いて高真空下で連続的にアッシングを行うことにより、
先のエッチングで用いられたレジスト・マスクと同時に
残留塩素を除去するものである。According to the present invention, the removal of the reaction layer is followed by continuous ashing under high vacuum,
It removes residual chlorine at the same time as the resist mask used in the previous etching.
【００２１】本発明はさらに、分子内に水素原子を持つ
化合物を含むガスを用いたプラズマ処理を前記反応層の
除去に引き続いて高真空下で連続的に行うことにより、
残留塩素を水素系化学種と反応させながら除去するもの
である。In the present invention, further, plasma treatment using a gas containing a compound having a hydrogen atom in the molecule is continuously performed under high vacuum following removal of the reaction layer,
It removes residual chlorine while reacting with hydrogen-based species.
【００２２】[0022]
【作用】プラズマを生成させるためには電子とガス原子
の衝突が不可欠であるが、従来型のプラズマに比べてこ
の衝突回数を増やすための何らかの工夫がなされている
プラズマが、本発明で用いるいわゆる高密度プラズマで
ある。ここで、従来型のプラズマとは、たとえば平行平
板電極間にＲＦパワーを印加してグロー放電を起こした
り、導波管へマイクロ波を供給してマイクロ波放電を起
こすことにより励起されるものである。これに対して高
密度プラズマは、たとえばマイクロ波電界と磁界の相互
作用にもとづく電子サイクロトロン共鳴、あるいはホイ
ッスラー・モードと呼ばれる磁界中のマイクロ波伝搬モ
ード等を利用することにより、ガスの解離を高度に促進
し、高いイオン密度を達成したものである。In order to generate plasma, collision of electrons and gas atoms is indispensable, but a plasma which is devised to increase the number of collisions as compared with the conventional plasma is used in the present invention. It is a high-density plasma. Here, the conventional plasma is excited by, for example, applying RF power between parallel plate electrodes to cause glow discharge or supplying microwaves to the waveguide to cause microwave discharge. is there. On the other hand, the high-density plasma highly dissociates the gas by using, for example, electron cyclotron resonance based on the interaction between the microwave electric field and the magnetic field, or the microwave propagation mode in the magnetic field called the Whistler mode. It has been promoted and achieved a high ion density.
【００２３】この高密度プラズマは、その実用化を想定
した場合に、入射イオン・エネルギーを制御できること
が必要である。これを実現するためには、高密度プラズ
マがいわゆるリモート・プラズマであること、つまり放
電によるプラズマの形成と入射イオン・エネルギーの制
御とを独立に行うことができるタイプのプラズマである
ことが、ほぼ必須の条件となる。This high-density plasma needs to be capable of controlling incident ion energy when it is put to practical use. In order to realize this, it is almost the case that the high-density plasma is a so-called remote plasma, that is, it is a type of plasma capable of independently forming plasma by discharge and controlling incident ion energy. It is a mandatory condition.
【００２４】フルオロカーボン系化合物を主体とするエ
ッチング・ガスを用いてイオン密度１０11イオン／ｃｍ
3 以上の高密度プラズマを形成すると、低圧下でも従来
のＲＦプラズマと比べてフルオロカーボン系化合物の解
離が進み、大量のＣＦx + （しかも、ｘ＝１が多い）が
効率良く生成する。この豊富なイオンにアシストされな
がら、シリコン化合物層は実用的な速度でエッチングさ
れる。Ion density of 10 11 ions / cm 2 using an etching gas mainly containing a fluorocarbon compound
When a high-density plasma of 3 or more is formed, the fluorocarbon-based compound dissociates even under a low pressure as compared with the conventional RF plasma, and a large amount of CF x + (more often x = 1) is efficiently generated. The silicon compound layer is etched at a practical rate while being assisted by the abundant ions.
【００２５】エッチングが進行して下地のＡｌ系配線層
が露出すると、この時点でエッチングを停止させること
ができる。これは、実験的に確認された事実であり、恐
らくはＡｌＦx （典型的にはｘ＝３）を少なくとも一部
含む蒸気圧の低い反応層でＡｌ系配線層の露出面が被覆
されたためであると考えられる。しかも、本発明では入
射イオン・エネルギーを最適化して反応層のスパッタリ
ング率を最小限に抑えているため、この反応層を下地の
Ａｌ系配線層の表面保護膜として用いることができる。
これにより、たとえば深さの異なる接続孔を一括して開
口する場合にも、浅い接続孔においても過剰なオーバー
エッチングから下地のＡｌ系配線層を保護することがで
きる。したがって、いわゆるアルミ・クラウンの発生を
防止することができる。When the underlying Al-based wiring layer is exposed by the progress of etching, the etching can be stopped at this point. This is an experimentally confirmed fact, and it is probably because the exposed surface of the Al-based wiring layer is covered with a reaction layer having a low vapor pressure containing at least a part of AlF x (typically x = 3). it is conceivable that. Moreover, since the incident ion energy is optimized in the present invention to minimize the sputtering rate of the reaction layer, this reaction layer can be used as a surface protective film of the underlying Al-based wiring layer.
This makes it possible to protect the underlying Al-based wiring layer from excessive over-etching even in a shallow connection hole even when the connection holes having different depths are collectively opened. Therefore, it is possible to prevent the generation of so-called aluminum crown.
【００２６】なお、上記反応層は、塩素系化合物を含む
エッチング・ガスを用いれば、ＡｌＣｌx の形で容易に
除去することができる。ただし、ここで塩素系化合物を
用いることにより、反応層の除去後にはエッチング反応
系内に塩素が必然的に残留する。この残留塩素は、ウェ
ハが一旦大気解放されて水分と接触すると、Ａｌ系配線
層のアフターコロージョンを引き起こす原因となり易
い。そこで、エッチング終了後のウェハを大気解放せず
に連続工程にて残留塩素を除去することが有効である。The reaction layer can be easily removed in the form of AlCl x by using an etching gas containing a chlorine-based compound. However, by using a chlorine-based compound here, chlorine is inevitably left in the etching reaction system after the reaction layer is removed. The residual chlorine is likely to cause the after-corrosion of the Al-based wiring layer once the wafer is exposed to the atmosphere and comes into contact with moisture. Therefore, it is effective to remove residual chlorine in a continuous process without exposing the wafer after etching to the atmosphere.
【００２７】この残留塩素の除去方法として、本発明で
は（ａ）エッチング・マスクとして用いたレジスト・マ
スクをアッシングする方法、および（ｂ）分子内に水素
原子を有する化合物を用いてプラズマ処理を行う方法、
の２通りを提案する。（ａ）のアッシングを行う方法に
よれば、残留塩素を大量に吸蔵しているレジスト・パタ
ーンが除去され、ウェハ上の残留塩素が大幅に低減され
る。（ｂ）のプラズマ処理によれば、分子内に水素原子
を有する化合物から生成するＨ* 等の水素系化学種と残
留塩素が反応し、残留塩素はＨＣｌ（塩化水素）の形で
速やかに除去される。As a method of removing this residual chlorine, in the present invention, (a) a method of ashing the resist mask used as an etching mask, and (b) plasma treatment using a compound having a hydrogen atom in the molecule is carried out. Method,
We propose two ways. According to the ashing method of (a), the resist pattern storing a large amount of residual chlorine is removed, and the residual chlorine on the wafer is significantly reduced. According to the plasma treatment of (b), the hydrogen-based species such as H * generated from the compound having a hydrogen atom in the molecule reacts with residual chlorine, and the residual chlorine is rapidly removed in the form of HCl (hydrogen chloride). To be done.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below.
【００２９】実施例１ 本実施例は、有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装
置を用いてＡｌ−１％Ｓｉ層上のＳｉＯ2 層間絶縁膜に
ビアホールを開口するプロセスにおいて、ＳｉＯ2 層間
絶縁膜の２段階エッチングをｃ−Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＨ2 Ｆ2
混合ガス系およびｃ−Ｃ4 Ｆ8 単独ガス系を順次用いて
行った後、Ａｌ−１％Ｓｉ層の露出面に形成された反応
層をＣｌ2 を用いたプラズマ処理により除去し、さらに
上記マイクロ波プラズマ・エッチング装置に高真空下で
接続されたインライン・アッシング装置内で残留塩素の
除去を兼ねたレジスト・アッシングを行った例である。
このプロセスを、図１および図２を参照しながら説明す
る。[0029] Example 1 This example, in the process of opening a via hole in the SiO 2 interlayer insulating film on the Al-1% Si layer using a magnetic field microwave plasma etching apparatus, a SiO 2 interlayer insulating film 2 the step etching c-C 4 F 8 / CH 2 F 2
After the mixed gas system and was conducted sequentially using a c-C 4 F 8 alone gas system, the reaction layer formed on the exposed surface of the Al-1% Si layer is removed by plasma treatment using Cl 2, further above This is an example of performing resist ashing that also removes residual chlorine in an in-line ashing device connected to a microwave plasma etching device under high vacuum.
This process will be described with reference to FIGS.
【００３０】本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハを、図１（ａ）に示す。このウェハは、Ａ
ｌ−１％Ｓｉ層１上に厚さ約０．６μｍのＳｉＯ2 層間
絶縁膜２が順次積層され、さらにその上に所定の形状に
パターニングされたレジスト・マスク３が形成されてな
るものである。上記レジスト・マスク３の厚さは約１．
０μｍ、ホール・パターンにしたがって開口された開口
部４の直径は約０．４μｍである。The wafer used as an etching sample in this example is shown in FIG. This wafer is A
An SiO 2 interlayer insulating film 2 having a thickness of about 0.6 μm is sequentially laminated on a 1-1% Si layer 1, and a resist mask 3 patterned in a predetermined shape is further formed thereon. . The resist mask 3 has a thickness of about 1.
0 μm, the diameter of the opening 4 opened according to the hole pattern is about 0.4 μm.
【００３１】次に、上記ウェハを有磁場マイクロ波プラ
ズマ・エッチング装置にセットし、ＳｉＯ2 層間絶縁膜
２の２段階エッチングを行った。ここで、２段階エッチ
ングとは、エッチング・プロセスを実質的に下地が露出
する直前までのジャストエッチング工程と、下地を完全
に露出させるオーバーエッチング工程とに分け、両工程
間でエッチング条件を切り換える方法である。Next, the above wafer was set in a magnetic field microwave plasma etching apparatus, and the SiO 2 interlayer insulating film 2 was subjected to two-step etching. Here, the two-step etching is a method in which the etching process is divided into a just etching step until just before the underlying layer is exposed and an over-etching step in which the underlying layer is completely exposed, and the etching conditions are switched between the two steps. Is.
【００３２】まず、一例として下記の条件でＳｉＯ2 層
間絶縁膜２をジャストエッチングした。 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ２０ ＳＣＣＭ ＣＨ2 Ｆ2 流量 １０ ＳＣＣＭ ガス圧 ０．２５ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３００ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −５０ ℃（アルコール系冷
媒使用）First, as an example, the SiO 2 interlayer insulating film 2 was just-etched under the following conditions. c-C 4 F 8 flow rate 20 SCCM CH 2 F 2 flow rate 10 SCCM gas pressure 0.25 Pa microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 300 W (800 kHz)
z) Electrode temperature -50 ° C (using alcohol refrigerant)
【００３３】ここで用いたｃ−Ｃ4 Ｆ8 は、分子のＣ／
Ｆ比（Ｃ原子数とＦ原子数の比）が比較的高いフルオロ
カーボン系化合物であり、プラズマのイオン密度が１０
10イオン／ｃｍ3 のオーダーである従来のマグネトロン
ＲＩＥ装置内で放電させれば、大量のＣＦx + （主とし
てｘ＝２）を解離生成する。しかし、本実施例で用いた
有磁場マイクロ波プラズマ装置中ではガスの解離が一層
進んで高密度ＥＣＲプラズマが形成されており、そのイ
オン密度は１０11イオン／ｃｍ3 のオーダーに達してい
る。C-C 4 F 8 used here is C / C of the molecule.
It is a fluorocarbon compound having a relatively high F ratio (ratio of the number of C atoms to the number of F atoms) and has an ion density of plasma of 10
When discharged in a conventional magnetron RIE device of the order of 10 ions / cm 3 , a large amount of CF x + (mainly x = 2) is generated by dissociation. However, in the magnetic field microwave plasma apparatus used in this example, gas dissociation further progressed to form high-density ECR plasma, and the ion density thereof reached the order of 10 11 ions / cm 3 .
【００３４】ただし、このＥＣＲプラズマ中に生成して
いる化学種としては、ＣＦx + がさらに解離した形のＣ
Ｆ+ が多く、これに伴ってＦ* の生成量も増加してい
る。そこで、プラズマ中にＨ* を供給して過剰なＦ* を
捕捉させる目的で、ガス系にＣＨ2 Ｆ2 を添加している
わけである。しかも、ＣＨ2 Ｆ2 は炭素系ポリマーを堆
積させやすい。したがって、上記のガス系によれば、炭
素系ポリマーの堆積効果とＦ* の減少効果にもとづいて
レジスト選択性が向上する。However, as the chemical species generated in this ECR plasma, CF x + is a further dissociated form of C.
There is a large amount of F + , and along with this, the amount of F * produced also increases. Therefore, CH 2 F 2 is added to the gas system for the purpose of supplying H * into the plasma and trapping excess F * . Moreover, CH 2 F 2 easily deposits a carbon-based polymer. Therefore, the above gas system improves the resist selectivity based on the carbon polymer deposition effect and the F * reduction effect.
【００３５】上記のジャストエッチング工程では、ＲＦ
パワー密度が比較的低く設定され、これにより入射イオ
ン・エネルギーが必要最小限に弱められている。しか
し、高密度に生成するＣＦ+ により、エッチングは異方
的に、しかも実用的な速度で進行した。ジャストエッチ
ングは、図１（ｂ）に示されるように、下地のＡｌ−１
％Ｓｉ層１が露出する直前で停止させた。これにより、
ビアホール５が途中まで形成された。In the just etching process described above, RF is used.
The power density is set relatively low, which reduces the incident ion energy to the minimum necessary. However, due to the high density of CF + generated, the etching proceeded anisotropically and at a practical speed. Just etching is performed as shown in FIG.
It was stopped immediately before the% Si layer 1 was exposed. This allows
The via hole 5 was formed halfway.
【００３６】次に、ＳｉＯ2 層間絶縁膜２の残余部２ａ
を除去するために、一例として下記の条件でオーバーエ
ッチングを行った。 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ０．２５ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ２２０ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −５０ ℃（アルコール系冷
媒使用）Next, the remaining portion 2a of the SiO 2 interlayer insulating film 2 is formed.
In order to remove the above, for example, overetching was performed under the following conditions. c-C 4 F 8 Flow rate 30 SCCM Gas pressure 0.25 Pa Microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 220 W (800 kHz)
z) Electrode temperature -50 ° C (using alcohol refrigerant)
【００３７】このオーバーエッチング工程では、ガス組
成からＣＨ2 Ｆ2 を除外してエッチング反応系のＣ／Ｆ
比を低下させているため、ジャストエッチング工程に比
べてプラズマ中のＦ* 生成量が増大した。このため、図
１（ｃ）に示されるようにビアホール５の底面にＡｌ−
１％Ｓｉ層１が露出すると、その露出面には反応層６が
速やかに生成した。この反応層６は、上記のエッチング
条件下では蒸気圧が低く、かつスパッタリング率も低い
ため、イオンやラジカルの攻撃に対して高い耐性を発揮
した。したがって、オーバーエッチング中にもＡｌ−１
％Ｓｉ層１の表面は効果的に保護された。In this over-etching process, CH 2 F 2 is excluded from the gas composition to remove the C / F of the etching reaction system.
Since the ratio was lowered, the amount of F * produced in the plasma increased as compared with the just etching process. Therefore, as shown in FIG. 1C, the Al-
When the 1% Si layer 1 was exposed, the reaction layer 6 was rapidly formed on the exposed surface. Since the reaction layer 6 has a low vapor pressure and a low sputtering rate under the above etching conditions, it exhibits high resistance to attack of ions and radicals. Therefore, even during overetching, Al-1
The surface of the% Si layer 1 was effectively protected.
【００３８】ただし、この反応層６はこのまま残してお
くとコンタクト抵抗を増大させる虞れがある。そこで、
次に一例として下記の条件で上記反応層６を除去した。 Ｃｌ2 流量 １００ ＳＣＣＭ ガス圧 ２．０ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ９０ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用） このエッチングにより、図１（ｄ）に示されるように反
応層６が除去された。このとき、エッチング種として塩
素系化学種を用いているために、Ａｌ−１％Ｓｉ層１が
ＡｌＣｌx の形で若干除去される可能性もあるが、この
エッチングは入射イオン・エネルギーの極めて弱い条件
下で短時間に行われるため、後工程でビアホール５の埋
め込みに実質的な影響を及ぼすことはなかった。むし
ろ、塩素系化学種の存在によりアルミ・クラウンの形成
が防止されるメリットの方が大きい。However, if the reaction layer 6 is left as it is, the contact resistance may increase. Therefore,
Next, as an example, the reaction layer 6 was removed under the following conditions. Cl 2 flow rate 100 SCCM gas pressure 2.0 Pa microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 90 W (800 kHz)
z) Electrode temperature −10 ° C. (using alcohol-based coolant) By this etching, the reaction layer 6 was removed as shown in FIG. At this time, since the chlorine-based chemical species are used as the etching species, the Al-1% Si layer 1 may be slightly removed in the form of AlCl x , but this etching has extremely weak incident ion energy. Since it is performed for a short time under the conditions, there is no substantial influence on the filling of the via hole 5 in the subsequent process. Rather, the advantage of preventing the formation of aluminum crown due to the presence of chlorine-based species is greater.
【００３９】なお、エッチング終了時のウェハ表面に
は、塩素が残留していた。It should be noted that chlorine remained on the surface of the wafer at the end of etching.
【００４０】そこで、ウェハを上記有磁場マイクロ波プ
ラズマ・エッチング装置に真空ロード・ロック機構を介
して接続されるインライン・アッシング装置へ移設し、
一例として下記の条件で上記レジスト・マスク３をアッ
シングした。 Ｏ2 流量 １００ ＳＣＣＭ ガス圧 ５．０ Ｐａ ＲＦバイアス・パワー ０ Ｗ アッシング時間 １２０ 秒 本実施例において、ウェハはＳｉＯ2 層間絶縁膜２のエ
ッチング終了後に大気解放されておらず、したがってそ
の表面に水分がほとんど吸着されていない状態でアッシ
ング装置に搬入される。レジスト・マスク３の除去によ
り、ウェハ上の残留塩素の大部分が除去された。Therefore, the wafer is transferred to an in-line ashing device connected to the above-mentioned magnetic field microwave plasma etching device via a vacuum load lock mechanism,
As an example, the resist mask 3 was ashed under the following conditions. O 2 flow rate 100 SCCM gas pressure 5.0 Pa RF bias power 0 W ashing time 120 seconds In this example, the wafer was not exposed to the atmosphere after the etching of the SiO 2 interlayer insulating film 2, and therefore the surface of the wafer was not exposed to moisture. Are transported to the ashing device in a state where they are hardly adsorbed. Removal of the resist mask 3 removed most of the residual chlorine on the wafer.
【００４１】アッシング後、このウェハを大気中に試験
的に放置したが、７２時間後でもアフターコロージョン
の発生は認められなかった。After ashing, this wafer was left in the atmosphere for a test, but after-corrosion did not occur even after 72 hours.
【００４２】実施例２ 本実施例では、同じビアホール加工においてＳｉＯ2 層
間絶縁膜をｃ−Ｃ4 Ｆ8 を用いて１段階でエッチング
し、Ａｌ−１％Ｓｉ層の露出面に形成された反応層をＢ
Ｃｌ3 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてエッチング除去した
後、Ｈ2 ガスを用いたプラズマ処理を行って残留塩素を
除去した。このプロセスを、図１（ａ）、図１（ｃ）、
図１（ｄ）および図３を参照しながら説明する。 Example 2 In this example, the SiO 2 interlayer insulating film was etched in one step using c—C 4 F 8 in the same via hole processing, and the reaction formed on the exposed surface of the Al-1% Si layer was performed. Layer B
After removal by etching using Cl 3 / Cl 2 mixed gas, residual chlorine was removed by plasma treatment using H 2 gas. This process is shown in FIG. 1 (a), FIG. 1 (c),
A description will be given with reference to FIG. 1 (d) and FIG.
【００４３】まず、図１（ａ）に示すウェハを有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例と
して下記の条件でＳｉＯ2 層間絶縁膜２をエッチングし
た。 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ０．２５ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５０ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用）First, the wafer shown in FIG. 1A was set in a magnetic field microwave plasma etching apparatus, and as an example, the SiO 2 interlayer insulating film 2 was etched under the following conditions. c-C 4 F 8 Flow rate 30 SCCM Gas pressure 0.25 Pa Microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 250 W (800 kHz)
z) Electrode temperature -10 ° C (using alcohol refrigerant)
【００４４】本実施例では、ガス系にＣＨ2 Ｆ2 が添加
されていないため、エッチング反応系内のＦ* 生成量が
実施例１に比べて多く、これによりＡｌ−１％Ｓｉ層１
が露出した時点で直ちに反応層６が形成できるようにな
されている。ただし、１段階エッチングであるから、実
用的な選択性を確保するために実施例１よりもＲＦパワ
ーを下げた。このエッチングにより、図１（ｃ）に示さ
れるように異方性形状を有するビアホール５が形成さ
れ、その底面には反応層６が形成された。In this example, since CH 2 F 2 was not added to the gas system, the amount of F * produced in the etching reaction system was larger than that in Example 1, and as a result, the Al-1% Si layer 1 was formed.
The reaction layer 6 can be formed immediately after the exposure. However, since it is a one-step etching, the RF power was lowered as compared with Example 1 in order to secure practical selectivity. By this etching, a via hole 5 having an anisotropic shape was formed as shown in FIG. 1C, and a reaction layer 6 was formed on the bottom surface thereof.
【００４５】次に、上記反応層６を除去するため、一例
として下記の条件でエッチングを行った。 ＢＣｌ3 流量 １００ ＳＣＣＭ Ｃｌ2 流量 ５０ ＳＣＣＭ ガス圧 ２．０ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用） このエッチングにおいて、反応層６は塩素系化学種の寄
与により速やかに除去された。なお、上記のガス組成
は、Ａｌ系材料層のエッチング・ガスとして広く知られ
た組成である。この組成によれば、残留酸素の影響でＡ
ｌ−１％Ｓｉ層１の表面に自然酸化膜が生成している場
合にも、ＢＣｌ3 の還元作用にもとづいてこれを速やか
に除去することができる。Next, in order to remove the reaction layer 6, etching was performed under the following conditions as an example. BCl 3 flow rate 100 SCCM Cl 2 flow rate 50 SCCM Gas pressure 2.0 Pa Microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 50 W (800 kHz)
z) Electrode temperature −10 ° C. (using alcohol-based coolant) In this etching, the reaction layer 6 was quickly removed due to the contribution of chlorine-based chemical species. The above gas composition is a composition widely known as an etching gas for the Al-based material layer. According to this composition, A
Even if a natural oxide film is formed on the surface of the 1-1% Si layer 1, it can be quickly removed based on the reducing action of BCl 3 .
【００４６】次に、上記反応層６の除去に伴って発生し
た残留酸素を除去するために、一例として下記の条件で
プラズマ処理を行った。 Ｈ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 ０．２５ Ｐａ マイクロ波パワー １２００ Ｗ（２．４５ ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ２０ Ｗ（８００ ｋＨ
ｚ） 電極温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用） プラズマ処理時間 ２０ 秒 このプラズマ処理過程では、残留塩素はＨ2 から生成す
るＨ* によりＨＣｌ（塩化水素）の形で除去された。こ
のウェハは、大気中に７２時間放置してもアフターコロ
ージョンを生じなかった。Next, in order to remove the residual oxygen generated by the removal of the reaction layer 6, plasma processing was performed under the following conditions as an example. H 2 flow rate 30 SCCM Gas pressure 0.25 Pa Microwave power 1200 W (2.45 GH
z) RF bias power 20 W (800 kHz)
z) Electrode temperature −10 ° C. (using alcohol-based refrigerant) Plasma treatment time 20 seconds In this plasma treatment process, residual chlorine was removed in the form of HCl (hydrogen chloride) by H * generated from H 2 . This wafer did not cause after-corrosion even when left in the atmosphere for 72 hours.
【００４７】以上、本発明を２例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の実施例ではＡｌ系配線
層としてＡｌ−１％Ｓｉ層を採り上げたが、近年のＡｌ
系配線層はフォトリソグラフィにおける加工精度を向上
させる目的でほとんどの場合その表面に反射防止膜を有
している。本発明においても、ＴｉＯＮ膜等の反射防止
膜を用いて良い。Although the present invention has been described based on the two embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, although the Al-1% Si layer is taken as the Al-based wiring layer in the above-mentioned embodiment, the recent Al
In most cases, the system wiring layer has an antireflection film on its surface for the purpose of improving the processing accuracy in photolithography. Also in the present invention, an antireflection film such as a TiON film may be used.
【００４８】層間絶縁膜としてはＳｉＯ2 からなる層間
絶縁膜を例示したが、ＰＳＧ，ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，Ａｓ
ＳＧ，ＡｓＰＳＧ，ＡｓＢＳＧ等からなる層間絶縁膜も
同様にエッチング可能である。反応層のエッチングに用
いられる塩素系化合物としてはＣｌ2 ，ＢＣｌ3 を例示
したが、これをＨＣｌ等に替えても良い。As the interlayer insulating film, an interlayer insulating film made of SiO 2 has been exemplified, but PSG, BSG, BPSG, As.
An interlayer insulating film made of SG, AsPSG, AsBSG or the like can be similarly etched. Although Cl 2 and BCl 3 are exemplified as the chlorine-based compound used for etching the reaction layer, they may be replaced with HCl or the like.
【００４９】残留塩素を除去するために用いられる分子
内に水素原子を持つ化合物としては、上述のＨ2 の他、
ＮＨ3 あるいはＣＨ4 等の各種炭化水素を用いても良
い。Examples of the compound having a hydrogen atom in the molecule used for removing residual chlorine include the above H 2 and
Various hydrocarbons such as NH 3 or CH 4 may be used.
【００５０】上述の実施例では、高密度プラズマとして
ＥＣＲプラズマを採り上げたが、ホローアノード型プラ
ズマでは１０12イオン／ｃｍ3 、ヘリコン波プラズマや
ＴＣＰでは１０12〜１０13イオン／ｃｍ3 のオーダーの
イオン密度が報告されており、これらのいずれを利用し
ても良い。その他、使用するエッチング装置、エッチン
グ条件、サンプル・ウェハの構成、プラズマ処理条件等
が適宜変更可能であることは、言うまでもない。In the above-mentioned embodiment, ECR plasma is adopted as the high density plasma, but it is of the order of 10 12 ions / cm 3 for hollow anode type plasma and 10 12 to 10 13 ions / cm 3 for helicon wave plasma and TCP. Ion densities have been reported and any of these may be used. Needless to say, the etching apparatus to be used, the etching conditions, the structure of the sample wafer, the plasma processing conditions, and the like can be changed as appropriate.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明ではいわゆる高密度プラズマ中に生成する大量のＣＦ
+ をエッチングに利用し、かつその入射エネルギーを最
適化することにより、下地のＡｌ系配線層に対して高選
択比を維持しながら、実用的な速度でシリコン化合物層
の異方的エッチングを行うことができる。さらに、この
ときの選択性確保に寄与する反応層をエッチング除去し
た後、残留塩素を除去する工程を設けることにより、ア
フターコロージョンも効果的に抑制することができる。As is apparent from the above description, in the present invention, a large amount of CF generated in so-called high density plasma.
By utilizing + for etching and optimizing its incident energy, anisotropic etching of the silicon compound layer is performed at a practical speed while maintaining a high selection ratio with respect to the underlying Al wiring layer. be able to. Further, after-removal can be effectively suppressed by providing a step of removing residual chlorine after etching and removing the reaction layer that contributes to ensuring selectivity at this time.
【００５２】したがって本発明は、多層配線構造を有す
る半導体装置の信頼性および歩留りを向上させる上で極
めて有効であり、半導体装置の微細化、高集積化、高性
能化、高信頼化等に貢献するものである。Therefore, the present invention is extremely effective in improving the reliability and yield of a semiconductor device having a multilayer wiring structure, and contributes to miniaturization, high integration, high performance and high reliability of the semiconductor device. To do.
【図１】本発明のドライエッチング方法をビアホール加
工に適用したプロセス例をその工程順にしたがって示す
模式的な断面図であり、（ａ）はＡｌ−１％Ｓｉ層上に
ＳｉＯ2 層間絶縁膜とレジスト・マスクが順次形成され
た状態、（ｂ）はＳｉＯ2 層間絶縁膜のジャストエッチ
ングが終了した状態、（ｃ）はＡｌ−１％Ｓｉ層の露出
面上に反応層が形成された状態、（ｄ）は反応層の除去
に伴って塩素が残留した状態をそれぞれ表す。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a process in which a dry etching method of the present invention is applied to via hole processing in the order of steps, (a) showing an SiO 2 interlayer insulating film on an Al-1% Si layer. A state where a resist mask is sequentially formed, a state where (b) is a state where the just etching of the SiO 2 interlayer insulating film is completed, and a state where a reaction layer is formed on the exposed surface of the Al-1% Si layer is shown (c). (D) represents a state in which chlorine remains as the reaction layer is removed.
【図２】アッシングにより図１（ｄ）のレジスト・マス
クと残留塩素が除去された状態を示す模式的な断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state where the resist mask of FIG. 1D and residual chlorine are removed by ashing.
【図３】水素原子を有する化合物を用いたプラズマ処理
により図１（ｄ）の残留塩素が除去された状態を示す模
式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which residual chlorine of FIG. 1 (d) is removed by plasma treatment using a compound having hydrogen atoms.
【図４】従来のビアホール加工における問題点を説明す
るための模式的な断面図であり、（ａ）はＡｌ系配線層
上にＳｉＯ2 層間絶縁膜とレジスト・マスクが順次形成
された状態、（ｂ）はオーバーエッチング時にＡｌ系配
線層の表面がスパッタされて再付着物層が形成された状
態、（ｃ）はレジスト・パターン除去後に再付着物層が
残った状態をそれぞれ表す。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a problem in conventional via hole processing, FIG. 4A is a state in which an SiO 2 interlayer insulating film and a resist mask are sequentially formed on an Al-based wiring layer, (B) shows a state where the surface of the Al-based wiring layer is sputtered to form a reattachment layer during overetching, and (c) shows a state where the reattachment layer remains after removing the resist pattern.
１・・・Ａｌ−１％Ｓｉ層 ２・・・ＳｉＯ2 層間絶縁膜 ３・・・レジスト・マスク ４・・・開口部 ５・・・ビアホール ６・・・反応層1 ··· Al-1% Si layer 2 ... SiO 2 interlayer insulation film 3 ... resist mask 4 ... opening 5 ... via hole 6 ... reaction layer
Claims (5)
シリコン化合物層を選択的にエッチングするドライエッ
チング方法において、 前記エッチングは、イオン密度が１０11イオン／ｃｍ3
以上のプラズマを生成可能なエッチング装置内でフルオ
ロカーボン系化合物を主体とするエッチング・ガスを用
い、前記アルミニウム系配線層の露出面上に生成する反
応層の少なくとも一部を維持し得る入射イオン・エネル
ギー条件下で行うことを特徴とするドライエッチング方
法。1. A dry etching method for selectively etching a silicon compound layer laminated on an aluminum-based wiring layer, wherein the etching has an ion density of 10 11 ions / cm 3
Incident ion energy capable of maintaining at least a part of the reaction layer formed on the exposed surface of the aluminum-based wiring layer by using an etching gas mainly containing a fluorocarbon compound in the above-described etching apparatus capable of generating plasma A dry etching method which is performed under conditions.
を塩素系化合物を含むエッチング・ガスを用いて除去す
ることを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方
法。2. The dry etching method according to claim 1, wherein after the etching, the reaction layer is removed by using an etching gas containing a chlorine-based compound.
を塩素系化合物を含むエッチング・ガスを用いて除去
し、しかる後に残留塩素を除去することを特徴とする請
求項１記載のドライエッチング方法。3. The dry etching method according to claim 1, wherein after the etching is finished, the reaction layer is removed by using an etching gas containing a chlorine-based compound, and then residual chlorine is removed.
き続いて高真空下で連続的にアッシングを行うことによ
り、前記エッチングで用いられたレジスト・マスクと共
に除去することを特徴とする請求項３記載のドライエッ
チング方法。4. The residual chlorine is removed together with the resist mask used in the etching by continuously performing ashing in a high vacuum subsequent to the removal of the reaction layer. 3. The dry etching method described in 3.
つ化合物を含むガスを用いたプラズマ処理を前記反応層
の除去に引き続いて高真空下で連続的に行うことによ
り、水素系化学種と反応させながら除去することを特徴
とする請求項３記載のドライエッチング方法。5. The residual chlorine is produced by performing a plasma treatment using a gas containing a compound having a hydrogen atom in a molecule and continuously performing the plasma treatment under a high vacuum following the removal of the reaction layer. 4. The dry etching method according to claim 3, wherein the dry etching is performed while reacting with.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP06111593A JP3271359B2 (en) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Dry etching method |
| US08/197,300 US5429710A (en) | 1993-02-25 | 1994-02-16 | Dry etching method |
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